(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置され、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に基づいて倒れ状態と判定する倒れ検知装置であって、
予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定することを特徴とする倒れ検知装置。
【請求項２】
スキャン型距離センサは、標準偏差の標準偏差の閾値を２０〜４０ｍｍ、物体の表面サイズ（長さ）の閾値を３００〜５００ｍｍ、継続時間を１〜２秒としたことを特徴とする請求項１記載の倒れ検知装置。
【請求項３】
スキャン型距離センサは、標準偏差は過去１〜２秒間の検知エリア内のデータから計算し、標準偏差の標準偏差は過去２〜８点の標準偏差から計算することを特徴とする請求項１記載の倒れ検知装置。
【請求項４】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置され、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に基づいて倒れ状態と判定する乗客コンベアであって、
予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項５】
乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、
前記乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、
前記乗客コンベアの各乗降口のうち降り場となる乗降口付近に設置され、前記乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、
前記スキャン型距離センサは、床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置され、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に基づいて倒れ状態と判定する乗客コンベアであって、
予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定することを特徴とする乗客コンベア。
【請求項６】
スキャン型距離センサは、標準偏差の標準偏差の閾値を２０〜４０ｍｍ、物体の表面サイズ（長さ）の閾値を３００〜５００ｍｍ、継続時間を１〜２秒としたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の乗客コンベア。
【請求項７】
スキャン型距離センサは、標準偏差は過去１〜２秒間の検知エリア内のデータから計算し、標準偏差の標準偏差は過去２〜８点の標準偏差から計算することを特徴とする請求項４又は請求項５記載の乗客コンベア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、倒れ検知装置、及び、エスカレータ、電動道路等の乗客コンベアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乗客コンベアにおいては、運転中の乗客コンベアから利用者（乗客）が乗降口に降りる際、誤って倒れてしまうことが懸念されている。もし、利用者が乗降口で誤って倒れても、通常は利用者の倒れを検知することができないため、その改善が望まれている。
【０００３】
従来の乗客コンベアにおいては、乗客コンベアの乗降部近傍にレーザスキャンセンサを設置し、このレーザスキャンセンサにより、平面座標上での利用者の移動を測定し、このレーザスキャンセンサにより測定した利用者の移動速度（乗降部における滞留状態情報）が所定値を下回ったとき、音声合成装置による注意喚起放送を行うとともに、利用客の滞留や混雑が長引いたときには、インバータ装置の発生周波数・電圧を制御して、駆動モータの速度を遅くしたり、停止させたりするようにした乗客コンベアの安全装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この乗客コンベアの安全装置は、乗客コンベアの乗降部近傍に設置したレーザスキャンセンサにより、検出対象物（乗客）の表面の連続点の座標マップを作成し、予め計測しておいた利用客がない状態における座標データマップと重ね合わせ、固定障害物の座標データを除去し、これによって、乗客コンベア上の現在の平面座標データマップにより、乗客の輪郭データを得る。そして、乗客の輪郭データから、乗客の中心点の座標を算出し、個々の検出対象物（乗客）の移動速度を算出し、検出対象物の移動速度が予定のしきい値を下回った場合、乗客の立ち止まりや滞留を検出し、また、乗客の立ち止まりや滞留を検出しなかった場合でも、検出物体多数検出しきい値を上回った場合には、乗客コンベア乗降部の混雑状態と判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０３０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の乗客コンベアの安全装置では、レーザスキャンセンサにより、捉えた検出対象物（利用者）の輪郭データ（形状）から中心点を捉え、その中心点の数と移動速度に基づいて滞留や過密状態を計測しているため、利用者（乗客）が倒れた場合、例えば頭部が乗降口付近であっても足元はスキャンエリア外の場合があり、このような状態では正確に中心点が求められず、倒れを検知できない場合がある。また、仮に中心点を求めたとしても、乗降口以外が中心となって、問題無しと判断し警報を鳴らさない場合がある。また、倒れた利用者が手を動かすなど、バタついたり、微小なしぐさをした場合、手の部分で中心点を捉え、それが適度に動くため、混雑状態と誤認識して適正な通行状態と判定し、倒れを検知できない恐れがある。また、レーザが遠方まで届いてしまうと、乗客コンベアから離れた滞留によって誤動作する恐れがある。また、地面に踏み込んだ足の反対の足を捉えられ、且つ、転倒を捕らえる必要があるため、設置されるレーザスキャンセンサの高さは最適な高さにする必要がある。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、設置されるレーザスキャンセンサの最適高さを８〜１１ｃｍとすることにより、倒れ状態を確実に検知することができる倒れ検知装置及び乗客コンベアを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る倒れ検知装置においては、転倒を検出する走査範囲である検知エリアに水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、スキャン型距離センサは、床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置され、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に基づいて倒れ状態と判定するものであって、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定するものである。
【０００８】
また、この発明に係る乗客コンベアにおいては、乗客コンベアの乗り場と降り場となる各乗降口にそれぞれ設置され、乗客コンベアのステップ側にくし板が設けられている乗降用床板と、乗降用床板の反くし板側に設けられた乗客が接近するためのアプローチ用通路と、乗客コンベアの乗降口付近に設置され、乗降用床板及びアプローチ用通路を含む走査範囲に水平面状にレーザビームを放射するスキャン型距離センサとを備え、スキャン型距離センサは、床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置され、測定した角度毎の距離を蓄積し、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に基づいて倒れ状態と判定するものであって、予め設定した検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差及び標準偏差の標準偏差を計算し、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算し、物体の表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると、倒れ状態と判定するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、スキャン型距離センサを床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置したので、人間工学的に見て倒れ状態を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の基本例における倒れ検知装置を備えた乗客コンベア全体の概略構成を示す側面図である。
【図２】この発明の基本例における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す平面図である。
【図３】この発明の基本例における倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す乗降口部分の斜視図である。
【図４】この発明の基本例における倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲を示す説明図である。
【図５】この発明の基本例における倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲及び倒れを検出のための計算イメージを示す説明図である。
【図６】この発明の基本例における倒れ検知装置により倒れ状態と滞留状態を解析する様子を示す説明図である。
【図７】この発明の基本例における倒れ検知装置の倒れ検知アルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図８】倒れた人の各部の幅（高さ）を示す人体統計データより算出した最高値データを示す説明図である。
【図９】一般的な人間の各部の幅を示すサイズ表である。
【図１０】乗客コンベアの滞留状態検出のため上がった側の足を検出したいことを示す説明図である。
【図１１】乗客コンベアの滞留状態検出のため上がった側の足を検出した調査結果して示す特性図である。
【図１２】１０ｃｍ幅（高さ）のスケールを用いてセンサ高さの最適高さ（最定値）を測定した時の様子を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアによる最適センサ高さ（最低値）を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【基本例】
【００１１】
図１はこの発明の基本例における倒れ検知装置を備えた乗客コンベア全体の概略構成を示す側面図、図２は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す平面図、図３は倒れ検知装置及び乗客コンベアを示す乗降口部分の斜視図、図４は倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲を示す説明図、図５は倒れ検知装置に用いるスキャン型距離センサの走査範囲及び倒れを検出のための計算イメージを示す説明図、図６は倒れ検知装置により倒れ状態と滞留状態を解析する様子を示す説明図、図７は倒れ検知装置の倒れ検知アルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【００１２】
図１〜図３において、１は乗客コンベアで、ここでは下り運転されているものとする。２は乗客コンベア１の降り場となる１階の乗降口、３は乗客コンベア１の乗り場となる２階の乗降口、４は各乗降口２、３にそれぞれ設置された乗客コンベアの乗降用床板であり、乗客はこの乗降用床板４から乗客コンベア１のステップに乗り込んだり、乗客コンベア１のステップから降りたりするものである。５は乗降用床板４のステップ側の先端部に設けられたくし板、６は乗降用床板４の反くし板５側に設けられた、乗客が乗客コンベア１の乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路である。ここでは、利用者（乗客）が降り場である１階の乗降口２の乗降用床板４上で倒れした場合を示している。７は１階の乗降口（降り場）２の一側部付近及び２階の乗降口（乗り場）３の一側部付近に乗客の通行の邪魔にならないようにそれぞれ設置されたレーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサで、図３に示すように、柱体の中に設置しても良い。また、レーザスキャンカメラとセットになっていて、小型カメラにより倒れ検知映像を捉え、倒れ検知映像を保存したり、管理者に送るようにしても良い。このスキャン型距離センサ７は、図２に示すように、乗降口２、３の一側部付近からレーザビームを水平方向に放射し、レーザの光軸を鉛直方向に回転させることでセンサを中心とした水平方向の距離を測定している。そして、乗降口２の一側部付近に設置されたスキャン型距離センサ７のレーザビームの走査範囲７ａは、１階の乗降口（降り場）２では、乗客が乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６、乗降用床板４、くし板５の範囲を含むように走査されている。また、乗降口３の一側部付近に設置されたスキャン型距離センサ７のレーザビームの走査範囲７ａは、２階の乗降口（乗り場）３では、くし板５、乗降用床板４、乗客が乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６の範囲を含むように走査されている。すなわち、レーザビームの走査範囲７ａは、乗降口２、３付近に設けられた乗降用床板４及びくし板５は勿論のこと、離れた位置から乗降用床板４に接近するためのアプローチ用通路６を含むように走査されるものである。８はスキャン型距離センサ７に接続された処理装置である。このようなスキャン型距離センサ７及び処理装置８を設置し、スキャン型距離センサ７により物体の大きさ若しくは長さを計測する。スキャン型距離センサ７が測定した角度毎の距離を蓄積し、検知エリア内のデータに対しその時間的な距離変化に対する標準偏差および標準偏差の標準偏差を計算する。標準偏差が閾値以下であり、且つ、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算する。そして、その表面サイズ（長さ）が閾値以上の状態が所定時間以上持続すると、利用者（乗客）の倒れ状態と判定する。図４に示すように、スキャン型距離センサ７は、±１２０°の範囲を例えば０．３６°（３６０°を１０２４分割）の角度ピッチで物体との距離Ｒを計測する。計測単位はミリメートル（ｍｍ）とする。走査周期は１００ｍｓである。図５は簡単にするため、１５°ピッチで図示しており、○印は測定点である。図５の点線の枠は検知エリアを示しており、点Ａ、��、Ｈは検知エリア外のため、計算に利用されない。図５の黒矢印は過去１〜２秒間の測定点の距離変動の標準偏差、白矢印は前記標準偏差の過去２〜８点の標準偏差の範囲を示している。標準偏差の標準偏差とは、先に求めた標準偏差自体の時間的な変化幅を見るために、更に時間軸方向に標準偏差を取ったものである。図５の点Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは検知エリア内のため、計算に利用される。図５の点Ｄ−Ｅ間で更に両側にはみ出している円弧、点Ｆの両側にはみ出している円弧、及び点Ｇの両側にはみ出している円弧は物体表面サイズである。ここで、検知エリアの境界処理を説明する。点Ｇは過去１〜２秒間には検知エリアから外れた点が存在するかも知れない。この場合、検知エリアから外れた点は計算に加えないことになっている。標準偏差、標準偏差の標準偏差の両方若しくは選択した側が閾値以下となると、物体表面サイズを計算する。今、点Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが閾値以下となったとすると、それぞれの円弧の長さを出し、その合計を物体表面サイズとする。また、図６は横軸を標準偏差の値（又は標準偏差の標準偏差の値）とし、所定の物体表面サイズ以上となる時間を縦軸にとったものである。図６から明らかなように、倒れ状態は継続時間が長く、滞留状態は継続時間が短いため、倒れ状態と滞留状態との間に間隔があれば、この間隔をマージンとして正しく判定ができることを意味する。また、最も間隔が広いところを判定閾値とすればよい。実際の標準偏差による解析結果によれば、標準偏差の閾値を６０〜８０ｍｍ、物体表面サイズの閾値を４００〜６００ｍｍ、継続時間を５〜１０秒とした場合に倒れを正しく判定できることが判った。但し、この場合はスキャン型距離センサ７の前でバタついた場合は倒れと判定されない。（バタつき倒れ：手足を３０ｃｍ往復／秒で動かす）。また、実際の標準偏差の標準偏差による解析結果によれば、標準偏差の標準偏差の閾値を２０〜４０ｍｍ、物体表面サイズの閾値を３００〜５００ｍｍ、継続時間を１〜２秒とした場合に正しく判定でき、この場合は前記バタつき倒れでも倒れと判定できることが判った。よって、標準偏差の標準偏差で倒れ検知することを選択し、上記パラメータを設定することで、バタつきを含め倒れを正しく検知できると言える。上記パラメータの有効性を検証するために、閑散時、過密（混雑）時、静止倒れ、バタつき倒れについて検証した結果、非倒れ時は誤報がなく、バタつき倒れを含む倒れは約５〜１０秒で倒れを検知できることを確認した。すなわち、上記検証結果によると、閑散時は、占有率が１２．５％と低く、標準偏差の標準偏差は、ほんの一瞬しか閾値を下回らず、その範囲も小さいため物体表面サイズは殆ど上昇しない。よって倒れとは判定されない。過密（混雑）時は、占有率が５０％を超え、４ｍ／分と非常に低速時においても、標準偏差の標準偏差は殆ど閾値を下回らない。よって過密時においても倒れとは誤判定しない。また、静止倒れの場合は、倒れた瞬間から物体表面サイズが２００ｍｍを超えるまでの差が３．５秒、継続時間１．５秒を加えると５秒で倒れを検知する。また、バタつき倒れの場合は、倒れた瞬間から物体表面サイズが２００ｍｍを超えるまでの差が４．５秒、継続時間１．５秒を��えると６秒で倒れを検知する。なお、実際に同条件で現地データを評価した。現地データは非常に混雑した状態であるが、標準偏差の標準偏差は閾値を殆ど下回らず誤報に至ることはなかった。
【００１３】
次に、この発明の基本例による倒れ検知装置及び乗客コンベアの倒れ検知アルゴリズムを図７により説明する。
レーザスキャンセンサからなるスキャン型距離センサ７により、測定した角度毎の距離データを蓄積する（ステップＳ１）。次に、測定距離データを抽出して（ステップＳ２）、標準偏差の計算を行い（ステップＳ３）、標準偏差が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ４）。ここで、標準偏差は過去１〜２秒間の検知エリア内のデータから計算する。また、測定距離データを抽出して（ステップＳ２）、標準偏差の標準偏差の計算を行い（ステップＳ５）、標準偏差の標準偏差が閾値以下かどうかを判定する（ステップＳ６）。ここで、標準偏差の標準偏差は過去２〜８点の標準偏差から計算する。ところで、上記標準偏差の計算（ステップＳ３）及び上記標準偏差が閾値以下かどうかの判定（ステップＳ４）は、必須ではないので省略しても良い。そして、標準偏差の標準偏差が閾値以下の場合、その領域の物体の表面サイズ（長さ）を計算する（ステップＳ７）。そして、計算の結果、その物体の表面サイズが閾値以上かどうかを判定し（ステップＳ８）、閾値以上の状態が所定の継続時間持続すると（ステップＳ９）、倒れ状態と判定し、倒れを検知する（ステップＳ１０）。なお、倒れを検知した場合、乗客コンベアの速度を落とし、停止させることは言うまでもない。また、倒れを検知した場合は、時間の経過とともに警告のためのアラーム音量を大きくするようにしても良い。また、ほぼ０メートルのスキャン角度が所定の割合以上になった場合は、スキャン型距離センサ７に汚れが付着したと判断し（汚れ検知機能）、警告を出すようにしても良い。
【実施例１】
【００１４】
図８は倒れた人の各部の幅（高さ）を示す人体統計データより算出した最高値データを示す説明図、図９は一般的な人間の各部の幅を示すサイズ表、図１０は乗客コンベアの滞留状態検出のため上がった側の足を検出したいことを示す説明図、図１１は乗客コンベアの滞留状態検出のため上がった側の足を検出した調査結果して示す特性図、図１２は１０ｃｍ幅（高さ）のスケールを用いてセンサ高さの最適高さ（最定値）を測定した時の様子を示す説明図、図１３はこの発明の実施例１における倒れ検知装置及び乗客コンベアによる最適センサ高さ（最低値）を説明するための説明図である。
【００１５】
スキャン型距離センサ７の高さを設定するに当っては、図８に示すように、転倒者の各部の幅（高さ）の最高値を人体統計データより算出した。その結果、頭幅：１０．６〜１８．５ｃｍ、ヒップ幅：１７．９〜４３．１ｃｍ、ふくらはぎ幅：１０．６ｃｍとなった。その根拠は、図９に示す人間のサイズから、幼児の場合、大人のＭｉｎ、及びＭａｘの場合を想定して算出している。また、スキャン型距離センサ７の高さを設定するに当っては、図１０に示すように、足上げ高さを統計調査した。乗客コンベアの滞留状態検出のため上がった側の足の統計的な高さから、最低値を設定する。統計調査によれば、図１１に示すように、歩行時の地面に踏み込んだ足の反対の足、すなわち空中に上がった足はセンサ高さを６ｃｍにすれば、ほぼ６０％検出でき、１０ｃｍにすればほぼ１００％検出できることが判る。空中に上がった足を捉えることで、足の移動を観測でき、滞留状態で誤って転倒と誤検知することがなくなる。逆に、スキャン型距離センサ７の高さが低いと、地面に踏み込んで静止した足をとらえ、滞留状態で検知エリア内の足の数が多いと静止した転倒者と誤判定することがある。そこで、実際に測定した結果によれば、地面に踏み込んだ足の反対の足を捉えられ、且つ、転倒を捉える必要があるため、センサ高さは最適な寸法にする必要がある。統計上の幼児の頭の幅の最小は１０．６ｃｍであり、これを捉え、地面に踏み込んだ足の反対の足の高さは８０％が８ｃｍ以下であり、センサの最適高さは、床面から８〜１１ｃｍの高さとなるように設置するのが好ましいことが判る。このことは人間工学的に見ても明らかである。また、このことは検知処理方法によらず、距離センサで足元を走査し転倒を検知するセンサ全体に適用できる事実である。
【００１６】
なお、基本例及び実施例１では、この発明の倒れ検知装置を乗客コンベアに適用した例について説明したが、これに限ることなく、この発明の倒れ検知装置を例えばエレベータのかごに設置してエレベータのかご内の倒れ検知を行うなど、特定のエリアの倒れ検知にも適用することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１  乗客コンベア
２  １階の乗降口（降り場）
３  ２階の乗降口（乗り場）
４  乗降用床板
５  くし板
６  アプローチ用通路
７  スキャン型距離センサ（レーザスキャンセンサ）
７ａ  レーザビームの走査範囲
８  処理装置
【図１】
0005480825.tif 000002
【図２】
0005480825.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005480825.tif 000014